【題目】在如圖所示的坐標(biāo)系中,x軸沿水平方向,y軸沿豎直方向。在第一、第二象限內(nèi),既無電場也無磁場,在第三象限,存在沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場和垂直xy平面(紙面)向里的勻強(qiáng)磁場,在第四象限,存在與第三象限相同的勻強(qiáng)電場,還有一個等腰直角三角形區(qū)域OMN,∠OMN為直角,MN邊有擋板,已知擋板MN的長度為。一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子,從y軸上y=L處的點(diǎn)以一定的水平初速度沿x軸負(fù)方向進(jìn)入第二象限,然后經(jīng)過x軸上x=﹣2L處的點(diǎn)進(jìn)入第三象限,帶電粒子恰好能做勻速圓周運(yùn)動,之后經(jīng)過y軸上y=﹣2L處的點(diǎn)進(jìn)入第四象限。已知重力加速度為g。求:

(1)粒子到達(dá)點(diǎn)時速度的大小和方向;

(2)第三象限空間中磁感應(yīng)強(qiáng)度的大;

(3)現(xiàn)在等腰直角三角形區(qū)域OMN內(nèi)加一垂直紙面的勻強(qiáng)磁場,要使粒子經(jīng)過磁場偏轉(zhuǎn)后能打到擋板MN上,求所加磁場的方向和磁感應(yīng)強(qiáng)度大小的范圍。

【答案】(1) 方向與x軸負(fù)方向成45°角

(2)

(3)<B<

【解析】(1)質(zhì)點(diǎn)從做平拋運(yùn)動,設(shè)粒子初速度為,到達(dá)點(diǎn)時速度的大小為v,方向與x軸負(fù)方向成角,運(yùn)動時間為t,y軸方向速度大小為,則,,
解得:,方向與x軸負(fù)方向成角。

(2)質(zhì)點(diǎn)從,帶電粒子恰好能做勻速圓周運(yùn)動,所以重力與電場力平衡。 垂直于速度方向,粒子做勻速圓周運(yùn)動的圓心在 上,即 是直徑,設(shè)第三象限磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B,圓周運(yùn)動半徑為R,則

,

解得:

(3)粒子進(jìn)入等腰直角三角形區(qū)域時,速度垂直于OM,且從OM的中點(diǎn)進(jìn)入,要使質(zhì)點(diǎn)直接打到MN板上,根據(jù)左手定則,可知所加磁場的方向垂直紙面向外,如圖所示:

當(dāng)粒子進(jìn)入磁場后做勻速圓周運(yùn)動,偏轉(zhuǎn)半徑最大時恰好與ON相切,偏轉(zhuǎn)半徑最小時,OM的一半為圓周的直徑,設(shè)最大半徑為,最小半徑為,則

,解得 ,

由于粒子在磁場中做圓周運(yùn)動,洛倫茲力提供向心力,有

解得:

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】做曲線運(yùn)動的物體,在運(yùn)動過程中一定變化的量是( 。

A.速率B.速度C.加速度D.合外力

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【題目】下列關(guān)于經(jīng)典力學(xué)的說法正確的是

A. 經(jīng)典力學(xué)適用于宏觀、低速(遠(yuǎn)小于光速)運(yùn)動的物體

B. 經(jīng)典力學(xué)適用于微觀、高速(接近光速)運(yùn)動的粒子

C. 涉及強(qiáng)引力時,經(jīng)典力學(xué)同樣適用

D. 相對論和量子力學(xué)的出現(xiàn),表明經(jīng)典力學(xué)已被完全否定了

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【題目】一表面光滑傾角為的斜面體固定在水平面上,在斜面體的上端用銷釘固定一質(zhì)量為的長木板,且點(diǎn)到斜面體下端的間距足夠長。斜面體的左側(cè)某位置有一帶有光滑的圓弧軌道的平臺,其中半徑為點(diǎn)與圓心等高, 點(diǎn)的切線水平,F(xiàn)將一可視為質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量為的滑塊由點(diǎn)無初速度釋放,經(jīng)過一段時間滑塊無碰撞地滑上長木板,同時立即將銷釘拔掉,使滑塊和長木板具有共同的速度。已知滑塊與長木板之間的動摩擦因數(shù)為,重力加速度。試求:

1滑塊離開點(diǎn)前的瞬間對點(diǎn)的壓力;

2滑塊由點(diǎn)運(yùn)動到點(diǎn)的時間;

3)滑塊與長木板的共同速度。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】一只多用電表有4個歐姆擋,分別為×1、×10、×100、×1k,歐姆擋表盤的中間刻度值為“15”,F(xiàn)用它來測量一未知電阻的阻值,先將選擇開關(guān)置于“×100”擋處,接著將紅表筆和黑表筆接觸,發(fā)現(xiàn)表針指在“0”處,然后進(jìn)行測量,結(jié)果發(fā)現(xiàn)表針指在歐姆擋刻度值為“200”的刻度線附近。為使測量結(jié)果更準(zhǔn)確,必須換擋并重新測量,下列說法正確的是( )

A. 必須將選擇開關(guān)改為置于“×10”擋處

B. 必須將選擇開關(guān)改為置于“×1K”擋處

C. 換擋之后必須重新調(diào)零才能進(jìn)行測量

D. 換擋之后不必重新調(diào)零就能進(jìn)行測量

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】下列說法中正確的是(  )

A.電子和質(zhì)子都是元電荷B.一個帶電體所帶電荷量為205.5倍的元電荷

C.元電荷是最小的電荷量D.元電荷沒有正負(fù)之分

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】汽車剎車后,停止轉(zhuǎn)動的輪胎在地面上發(fā)生滑動,產(chǎn)生明顯的滑動痕跡,即常說的剎車線.由剎車線長短可以得知汽車剎車前的速度大小,因此剎車線的長度是分析交通事故的一個重要依據(jù).若某汽車剎車后至停止的加速度大小為7m/s2,剎車線長為14m,求:

1)該汽車剎車前的初速度v0的大小

2)該汽車從剎車至停下來所用時間t

3)在此過程中汽車的平均速度.

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【題目】宇航員在地球表面以一定初速度豎直上拋一小球,經(jīng)過時間t小球落回原處;若他在某星球表面以相同的初速度豎直上拋同一小球,需經(jīng)過時間5t小球落回原處.已知該星球的半徑與地球半徑之比為RR12.(取地球表面重力加速度g10 m/s2,大氣阻力不計)

(1)求該星球的質(zhì)量與地球質(zhì)量之比M M地.

(2)假如在該星球上安裝如圖所示的裝置,M是水平放置的半徑足夠大的圓盤繞過其圓心的豎直軸OO'勻速轉(zhuǎn)動,規(guī)定經(jīng)過圓心O水平向右為x軸的正方向。在圓心O正上方距盤面高為h=1.0m,處有一個正在間斷滴水的容器,t=0時刻開始隨傳送帶沿與x軸平行的方向做勻速直線運(yùn)動,速度大小為v=2m/s。已知容器在t=0時刻滴下第一滴水以后每當(dāng)前一滴水剛好落到盤面上時再滴一滴水, (不計大氣阻力) 。要使每一滴水在盤面上的落點(diǎn)都位于同一直線上。求圓盤轉(zhuǎn)動的最小角速度ω及第二滴水與第三滴水在盤面上落點(diǎn)間的最大距離x。

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【題目】在上海的高架道路上,一般限速80km/h,為監(jiān)控車輛是否超速,設(shè)置了一些電子警察系統(tǒng),其工作原理如圖所示:路面下相隔L埋設(shè)兩個傳感器線圈AB,當(dāng)有車輛經(jīng)過線圈正上方時,傳感器能向數(shù)據(jù)采集器發(fā)出一個電信號;若有一輛汽車(在本題中可看作質(zhì)點(diǎn))勻速經(jīng)過該路段,兩傳感器先后向數(shù)據(jù)采集器發(fā)送信號,時間間隔為Δt;經(jīng)微型計算機(jī)處理后得出該車的速度,若超速,則計算機(jī)將指令架設(shè)在路面上方的照相機(jī)C對汽車拍照,留下違章證據(jù)根據(jù)以上信息,回答下列問題:

1)試寫出微型計算機(jī)計算汽車速度的表達(dá)式v=_________

2)若L=5m,Δt=0.3s,則照相機(jī)將________工作(選填不會

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